《《汽车水冷散热器的构造与维护》-公开DOC·毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《汽车水冷散热器的构造与维护》-公开DOC·毕业论文（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、湖北国土资源职业学院毕业设计题 目： 汽车水冷散热器的构造与维护 学生姓名: 指导教师: 系 （部）：机电工程系 专 业：机电一体化班级：机电0901 学 号：52209101提交日期2012年6月 日 答辩日期2012年6月 日2012 年 6 月 日湖北国土资源职业学院 汽车水冷散热器的构造与维护汽车水冷散热器的构造与维护摘 要水冷散热器是水冷式内燃机冷却系统中必不可少的一个组成部分。散热器是汽车发动机冷却系统中起核心作用的部件。散热器性能的好坏直接影响汽车发动机的散热效果,进而对汽车的动力性、经济性和可靠性会产生很大影响。汽车散热器是一台汽车的全部零部件中占有较重要的地位。本文论述了汽车
2、水冷散热器的作用、组成、主要构造、工作原理、日常维护、故障的检测步骤和排除方法，同时论述了汽车水冷散热器系统化、模块化设计方法，以及冷却系统的智能控制。关键词：汽车散热器 构造 水冷系统 维护目 录一引 言 1二散热器构造 12.1散热器结构型式 12.2散热器芯部的结构型式 22.3散热器匹配设计要点 32.4散热器对材料的要求 6三. 常用散热材料 73.1铜 73.2铝 7 3.3工程塑料 8 四. 散热器制造新技术铜硬钎焊技术 8五汽车水冷散热水箱的故障与维护 9 5.1冷却液 95.2散热水箱和冷却风扇 105.3冷却水泵和节温器 11六. 结论 14七谢辞 15八参考文献 16一
3、引言汽车发动机的冷却系统，一般是由水泵、散热器、节温器、冷却风扇、风扇电机、电机开关、护风罩等部分组成。发动机在工作时机内的温度很高，因此为包管其可以正常工作，一定对其进行冷却。散热器的作用是应用冷风（既可以是汽车行驶时迎面流动空气造成的冷风，也可以是冷却风扇提供的冷风）来冷却被发动机高温零件加热的发动机冷却液。散热器是汽车发动机冷却系统中起核心作用的部件。散热器性能的好坏直接影响汽车发动机的散热效果,进而对汽车的动力性、经济性和可靠性会产生很大影响，它的工作效率逐渐下降,对发动机的整体工作能力产生较大影响。汽车散热器原本是用铜和锡制造的。这是由于铜的导热性能优良，可以耐腐蚀，易于钎焊加工。但
4、由于铜的资源难题及价格难题，对散热器不但从材料厚度方面有所改进，并且从结构上也有重大的突破（意为打开缺口突破难关）。从原有的管片式芯子结构，又发明了管带式芯子结构，使得在不减少原有性能的情况下，质量减轻近30，这被认为是散热器发展史上里程碑。这种结构广泛用于中、小功率的汽车上汽车。水冷散热器是水冷式内燃机冷却系统中必不可少的一个组成部分水冷散热器的重要性在于维护发动机常温下工作,尤如人体的皮肤汗腺,如果有一天,人体的汗腺不能正常工作,那么身体内的热量将无法散去,轻则产生中暑,。二 散热器构造21散热器结构型式散热器是由冷却用的散热器、贮存冷却液的上水室和下水室3部分组成的。由于散热器工作时会产
5、生水蒸气，因此上水室还承担着气水分离的作用。冷却液在散热器芯内流动,空气从散热器芯体外快速流过,冷却液和空气通过散热器芯部进行热量交换。理想的散热器应具有尺寸小、重量轻、制造工艺简单、结构可靠耐久、散热性能好、风阻小等优点。逼迫循环式水冷用散热器可分为直流型和横流型。直流式散热器在汽车发动机上应用极为广泛。国产解放CA6102型、东风EQ6100-1型发动机和桑塔纳1.8L、奥迪1001.8L、富康1.36L、标致2L、夏利1L,1.3L等轿车发动机都采用了这种直流式散热器。 可是，由于它的散热芯子垂直部署，芯子上下分别部署了上水室和下水室，因而高度尺寸比力大，在发动机罩盖较低的轿车上部署比力
6、困难。因此有部分轿车上采用散热器芯子水平部署，用左右两侧的水室代替曾经的上下水室结构，冷却液左右流动的所谓的横流式散热器。这种散热器宽度尺寸较大，芯子正面可行面积增加10，从而加大风扇尺寸，得到更多迎风面积，使气流更为流畅。德国大众Golf型轿车和BMW公司的部分轿车，和国产依维柯、沈阳海狮等轻型车上就采用了这种结构的散热器。 2.2散热器芯部的结构型式 汽车散热器的结构型式可分为直流型和横流型两大类。直流型散热器的进出水室分别位于散热器芯部的上下方,由于散热器芯部垂直布置,因而高度尺寸较大。直流型散热器是大多数汽车发动机采用的型式,如奔驰、沃尔沃、天龙等重型卡车发动机均采用了直流型散热器。横
7、流型散热器采用散热器芯部水平布置,用左右两侧的水室替代上下结构的水室,冷却液水平流动。这种散热器水平尺大在一些发动机罩盖较低的车型上应用,如国产依维柯轻型车等。 散热器芯部应具有足够的通流面积,让冷却液通过;同时也应具备足够的空气通流面积,让足量的空气通过以带走冷却液传给散热器的热量;还必须具有足够的散热面积,来完成冷却液、空气和散热片之间的热量交换。因此,散热器芯部是散热器不可缺少的核心部件,起主要的散热作用。 散热器芯子的结构有多种，如管片式、管带式、细胞式、管芯式等等。管片式散热芯子，它是由许多散热管和散热片组成。空气在平行的散热片及让散热管内流动的冷却液得到冷却。管片式散热器的主要特征
8、是结构强度好，且可以少使尘埃、油污等堵塞芯部。故多用于震动较大、工况恶劣的载重车上。而相比管带式散热芯子，它是由波纹状的散热带和散热管相间排列构成的。并且在散热带上一般开有许多类似百叶窗的孔，以破坏空气流在散热带表面上的附着层，提升散热本领。这种散热器的芯子与管片式相比，散热本领较高，制造工艺简单、质量轻、本钱低，但结构强度不如管片式好，。管片式散热器芯部是由许多细的冷却管和散热片构成,冷却管大多采用扁圆形截面,以减小空气阻力,增加传热面积。据测算,扁圆铝管的散热效率可比圆铝管提高20%25%。为了强化冷却效果,在冷却管外套上布置了许多金属散热片,以增加空气传热面积和提高散热器本身的刚度和强度
9、。管片式散热器散热面积大、气流阻力小、结构刚度好和承压能力强,但制造工艺比较复杂,多用于工况较差的载重车辆及工程机械上。 管带式散热器是由波纹状散热带和冷却管相间排列经焊接而成。与管片式散热器相比,管带式散热器在同样的条件下,散热面积可以增加12%左右。另外,散热带上开有扰动气流的类似百叶窗的孔,以破坏流动空气在散热带表面上的附着层,提高散热能力。开百叶窗波状带的散热器传热效率同普通平片散热片相比可提高160%。由于这种形式的散热效果好,便于制造,质量轻,故被广泛采用,但其结构强度和刚度不如管片式,多用于轿车及轻型车辆上。管带式散热器可以采用单列、双列或多列散热管，后者可以在有限的空间尺寸内获
10、得更好的冷却效果。比如，夏利7101U型轿车，原来采用的是单列直流式散热器，由于我国地域广大，气候条件及路况的差异也很大。该车型在南方地区明显感觉散热器的散热本领不足。为此，在包管原装配位置的情况下，将其单列散热管改成双列散热管的结构，使其在散热面积增加45的情况下，散热量提升了10，从而满足了正常应用要求。 现代汽车上，随着发动机强化程度的提升，热负荷也日益增加;另外，在采用自动变速箱时，自动变速箱时所用的机油也必要冷却。因此在冷却系内需增加油-水交换器。这样，就增加了散热器所要提供的散热量，因此，双列或多列的管带式散热器在现代轿车汽车发动机上的应用日益增多。同相关系列的汽车，在采用手动变速
11、箱时，装单列冷却管带式散热器即可满足散热要求，而采用自动变速箱时，则需装用双列冷却管带式散热器;并且，也可以采用改变散热带的波峰节距的方法，来增加散热器的散热面积，提升散热本领，以满足发动机和变速箱的散热要求。相比采用自动变速箱的散热器来说，是将机油冷却器安置在散热器下水室内，经过冷却液的循环对变速箱内的机油进行冷却。当然，也可以采用独立的机油冷却器来处理变速箱内机油的冷却难题。相比细胞式芯子及管芯式的散热器，因工艺的特殊性，不被广泛应用。23 散热系统匹配设计要点冷却系统的特点； 传统冷却系统的作用是可靠地保护发动机，而还应具有改善燃料经济性和降低排放的作用。为此，现代冷却系统要综合考虑下面
12、的因素：发动机内部的摩擦损失；冷却系统水泵的功率；燃烧边界条件，如燃烧室温度、充量密度、充量温度。 先进的冷却系统采用系统化、模块化设计方法，统筹考虑每项影响因素，使冷却系统既保证发动机正常工作，又提高发动机效率和减少排放。温度设定点； 发动机工作温度的极限值取决于排气门周围区域最高温度。最理想的情况是按金属温度而不是冷却液温度控制冷却系统，这样才能更好地保护发动机。由于冷却系统设定的冷却温度是以满负荷时最大散热率为基础，因此，发动机和冷却系统在部分负荷时处于不太理想状态，如市区行驶和低速行驶时，会产生高油耗和排放。 通过改变冷却液温度设定点可改善发动机和冷却系统在部分负荷时的性能。根据排气门
13、周围区域温度极限值，可升高或降低冷却液或金属温度设定点。升高或降低温度点都各有特点，这取决于希望达到的目的。提高温度设定点 ；提高工作温度设定点是一种比较受欢迎的方法。提高温度有许多优点，它直接影响发动机损耗和冷却系统的效果以及发动机排放物的形成。提高工作温度将提高发动机机油温度，降低发动机摩擦磨损，降低发动机燃油消耗。 研究表明，发动机工作温度对摩擦损失有很大影响。将冷却液排出温度提高到150，使气缸温度升高到195，油耗则下降4%-6%。将冷却液温度保持在90-115范围内，使发动机机油的最高温度为140，则油耗在部分负荷时下降10%。提高工作温度也明显影响冷却系统的效能。提高冷却液或金属温度会改善发动机和散热气热传递传递的效果，降低冷却液的流速，减小水泵的额定功率，从而降低
